AtomicLong与LongAdder的区别

AtomicLong的原理

　　AtomicLong是通过依靠底层的CAS来保障原子性的更新数据，在要添加或者减少的时候，会使用死循环不断地cas到特定的值，从而达到更新数据的目的。

LongAdder的原理

　　LongAdder是在AtomicLong的基础上将单点更新压力分散到各个节点，在低并发的时候通过对八色的直接更新可以很好的保障和AtomicLong的性能基本保持一致，而在高并发的时候通过分散提高了性能。缺点就是LongAdder在统计的时候如果有并发更新，可能导致统计的数据有误差。

LongAdder继承了Striped64类

public class LongAdder extends Striped64 implements Serializable

 

LongAdder继承了Striped64类，来实现累加功能的,它是实现高并发累加的工具类； 

Striped64的设计核心思路就是通过内部的分散计算来避免竞争。 

Striped64内部包含一个base和一个Cell[] cells数组，又叫hash表。 

没有竞争的情况下，要累加的数通过cas累加到base上；如果有竞争的话，会将要累加的数累加到Cells数组中的某个cell元素里面。所以整个Striped64的值为sum=base+∑[0~n]cells。

Striped64内部三个重要的成员变量：

/**

* 存放Cell的hash表，大小为2的幂。

*/

transient volatile Cell[] cells;

/**

* 基础值，

* 1. 在没有竞争时会更新这个值；

* 2. 在cells初始化的过程中，cells处于不可用的状态，这时候也会尝试将通过cas操作值累加到base。

*/

transient volatile long base;

/**

* 自旋锁，通过CAS操作加锁，用于保护创建或者扩展Cell表。

*/

transient volatile int cellsBusy;

 

成员变量cells

cells数组是LongAdder高性能实现的必杀器： 

AtomicInteger只有一个value，所有线程累加都要通过cas竞争value这一个变量，高并发下线程争用非常严重； 

而LongAdder则有两个值用于累加，一个是base，它的作用类似于AtomicInteger里面的value，在没有竞争的情况不会用到cells数组，它为null，这时使用base做累加，有了竞争后cells数组就上场了，第一次初始化长度为2，以后每次扩容都是变为原来的两倍，直到cells数组的长度大于等于当前服务器cpu的数量为止就不在扩容（想下为什么到超过cpu数量的时候就不再扩容）；每个线程会通过线程对cells[threadLocalRandomProbe%cells.length]位置的Cell对象中的value做累加，这样相当于将线程绑定到了cells中的某个cell对象上；

 

成员变量cellsBusy

cellsBusy，它有两个值0 或1，它的作用是当要修改cells数组时加锁，防止多线程同时修改cells数组，0为无锁，1为加锁，加锁的状况有三种 

1. cells数组初始化的时候； 

2. cells数组扩容的时候； 

3. 如果cells数组中某个元素为null，给这个位置创建新的Cell对象的时候；

成员变量base

它有两个作用： 

1. 在开始没有竞争的情况下，将累加值累加到base 

2. 在cells初始化的过程中，cells不可用，这时会尝试将值累加到base上；

Cell内部类

//为提高性能，使用注解@sun.misc.Contended，用来避免伪共享，

@sun.misc.Contended static final class Cell {

//用来保存要累加的值

volatile long value;

Cell(long x) { value = x; }

//使用UNSAFE类的cas来更新value值

final boolean cas(long cmp, long val) {

returnUNSAFE.compareAndSwapLong(this, valueOffset, cmp, val);

}

private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;

//value在Cell类中存储位置的偏移量；

private static final long valueOffset;

//这个静态方法用于获取偏移量

static {

try {

UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();

Class<?> ak = Cell.class;

valueOffset = UNSAFE.objectFieldOffset

(ak.getDeclaredField("value"));

} catch (Exception e) {

throw new Error(e);

}

}

}

 

这个类很简单，final类型，内部有一个value值，使用cas来更新它的值；Cell类唯一需要注意的地方就是Cell类的注解@sun.misc.Contended。